海洋石油平台电气房间新风系统设计
海洋平台典型房间HVAC系统设计探讨
- 42 -论文广场石油和化工设备2018年第21卷图1 实验室负压通风系统海洋平台典型房间HVAC系统设计探讨魏占彪，宋廷钰，张勇青，陈自刚，丁亮（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）[摘 要] 本文以海洋平台典型房间为研究对象，对该房间HVAC系统设计进行了探讨，可为海洋平台暖通系统设计提供一定参考和借鉴。
[关键词] 海洋平台；实验室；变压器间；HVAC系统设计作者简介：魏占彪（1987—），男，辽宁沈阳人，本科，工程师。
主要从事海洋石油平台机械设计工作。
HVAC 系统是保证海洋平台正常生产和人员生活的重要公用系统，无论是生产区还是生活区都应考虑HVAC 系统的设计应用，以便有效消除电仪设备房间的散热量，维持房间设计温度，保证电仪设备的正常运转，还可阻止易燃、易爆、有毒、有害气体的聚集和扩散，维持房间的正压或负压要求。
同时提供给工作人员足够的新鲜空气，以维持正常工作生活之必需。
本文对海洋平台部分典型房间的HV AC 系统设计进行深入探讨，以期获得更优的设计方案，为后续海洋平台的HV AC 系统设计提供参考借鉴。
1 实验室通风系统设计探讨实验室本身为非危险房间，但平台生产工作人员在实验室进行理化实验时，可能释放出一些有害气体。
针对实验室的布置主要分两种，一种是将实验室布置于非危险区，此为常规平台设置方法；另一种是将实验室布置于危险区内，此种情况是我们探讨的重点。
1.1 常规设计下，总图将实验室布置在非危险区，此种布置实验室按照负压设计通风系统。
图1所示为海洋平台常见实验室负压通风系统设计理念。
通过机械排风，将通风橱内理化实验产生的有害气体排到平台外部空间，通过非危险区的自然补风来实现实验室内的通风系统的负压设计。
为安全起见，风机风闸采用防爆设备，风机风量按照每小时12次进行选取，一用一备。
1.2 近年来，个别海洋平台项目将实验室放在危险区布置，这就不能按照传统的负压系统设计实验室的通风方案。
基于高散热量海上平台电气房间暖通
基于高散热量海上平台电气房间暖通优化设计①孙道青,郑兴周,田 炜,毛丽娟(海洋石油工程股份有限公司,天津 300452)摘要 针对海上平台散热量较大的电气设备房间,在进行通风散热设计时,传统设计方法是选用较大制冷量的空调,用空调的冷量满足房间温度要求,设备成本和运行成本均较高㊂文章通过分析房间散热组成并结合实际案例,提出了一种新的独立通风和调节风门设计方法㊂以海上某平台电气间为例,使用新设计方法,夏季工况需求的空调制冷量相比传统设计方法减少67.5%;冬季工况能利用设备本身散热,通过调节风门的方式来调节室内温度,既能节省设备投资,又能降低现场噪声,从而达到节能减排的目的㊂关键词 暖通设计;空调;通风散热;电气房间;节能中图分类号:T E 08 文献标识码:A 文章编号:2095-7297(2022)04-0023-04d o i :10.12087/oe e t .2095-7297.2022.04.04O p t i m a l D e s i g n o f H i g h D i s s i p a t i o n E l e c t r i c E q u i pm e n t R o o m V e n t i l a t i o n i n O f f s h o r e P l a t f o r m sS U N D a o q i n g ,Z H E N G X i n g z h o u ,T I A N W e i ,M A O L i ju a n (O f f s h o r e O i l E n g i n e e r i n g C o .,L t d .,T i a n ji n 300452,C h i n a )A b s t r a c t B i g c a p a c i t y r e f r i g e r a t o r s h o u l d b e u s e d d u r i n g t h e d e s i g n o f l a r g e h e a t d i s s i p a t i o n e l e c t r i c e q u i p m e n t r o o m i n o f f s h o r e p l a t f o r m s ,w h i c h h a s a h i g h e q u i p m e n t c o s t a n d o p e r a t i n g c o s t .A n o v e l d e s i g n m e t h o d o f i n d e pe n d e n t v e n t i l a t i o n a n d s p e c i a l d u c t i s p r o p o s e d .T a k i n g t h e e l e c t r i c r o o m of a n o f f s h o r e p l a t f o r m a s a n e x a m p l e ,t h e c o o l i n gc a p a c i t y o f a i r c o nd i t i o n i n g re q u i r e d b y t h e n e w d e s i g n m e t h o d i s r e d u c e d b y 67.5%i n s u m m e r c o m pa r e d w i t h t h e t r a d i t i o n a l d e s i g n m e t h o d ,a n d t h e i n d o o r t e m p e r a t u r e c a nb e a d j u s t e d b y a d j u s t i n g t h e d a m pe r i n w i n t e r ,w h i c h c a n n o t o n l y s a v e e q u i p m e n t i n v e s t m e n t ,b u t a l s o r e d u c e o n s i t e n o i s e ,a c h i e v i n g t h e p u r p o s e of e n e rg yc o n s e r v a t i o n a nde m i s s i o n r e d u c t i o n .K e y wo r d s h e a t i n g a n d v e n t i l a t i o n d e s i g n ;a i r c o n d i t i o n e r ;h e a t d i s s i p a t i o n ;e l e c t r i c r o o m ;e n e r g y c o n s e r v a t i o n 0 引 言为满足工艺生产设备的用电需求,海上采油平台需要配置电气设备,电气设备一般放置在高压开关间㊁中压开关间㊁低压开关间㊁变频器间等房间内部㊂在电气房间内部,电气设备需要在一个正常温度范围内才可以稳定地工作,这个范围一般控制在-5ħ~+65ħ[1]㊂为控制电气房间保持在合适的温度范围,需要对房间进行暖通系统设计㊂空调所需的制冷量与平台的结构传热量㊁人体发热量㊁照明热量和设备发热量有关㊂其中,设备发热为电气设备内部电能损耗导致设备本体具有一定的热温升,需要将此部分热量去除㊂这部分热量也称为散热量,是直接影响电气房间通风空调系统设计能耗的关键参数[2]㊂若这些热量不能散出,将严重影响产品使用的故障率㊁稳定性和寿命[3㊁4]㊂当电气设备散热量较大时,如变频器间,电气设备散热量约占房间空调负荷的90%[5],空调设计所需的制冷量主要取决于电气设备的散热量㊂国内某海上平台,在原有电气房间中新增了一台变频器后,散热量相应增加㊂本文以该平台为例,对电气房间进行了暖通设计计算,对比了传统设计方案,提出了新的设①作者简介:孙道青(1982 ),男,高级工程师,主要从事海上平台改造设计研究㊂第9卷 第4期2022年12月海洋工程装备与技术O C E A N E N G I N E E R I N G E Q U I P M E N T A N D T E C H N O L O G YV o l .9,N o .4D e c .,2022㊃24㊃海洋工程装备与技术第9卷计方案㊂新方案降低了所需空调的制冷量67.5%,既能节省设备投资,又能降低现场噪声,达到了节能减排的效果㊂1 设计原理1.1 传统设计方法在对电气设备房间进行暖通设计时,需要考虑较多因素,如房间所处的位置,房间结构的导热系数,是否接受日晒;房间内部人员的发热量;房间的照明数量及热量等,如图1所示㊂利用以下公式计算房间所需得热量,也称为空调得热量[6㊁7]:图1 暖通设计原理图F i g .1 D i a g r a m o f d e s i g n p r i n c i pl e Q 1=q 1+q 2+q 3+q 4+q 5(1)式中:Q 1为空调得热量;q 1为外围结构传热量;q 2为人体发热量;q 3为照明热量;q 4为设备散热量;q 5为新风热,单位W ㊂q 1的计算公式如下:q 1=KA Δt (2)式中:K 为围护结构传热系数,与房间墙壁隔热结构有关,主要是绝缘材料导热系数㊁绝热层厚度㊁绝热层与墙壁的间隔等,单位W /m 2K ;A 为围护结构面积,不同保温方式的墙壁面积需单独计算,一般分为日晒外部面积㊁非日晒外部面积等,单位m2;Δt 为室内外温差,为房间内部设计温度与外部温度的差值,单位ħ㊂人体散热量q 2主要是人体的显热与潜热㊂其中,显热可取每人55W ,潜热每人75W ,房间不同,考虑的人数不同,平台电气房间根据房间大小,人员可考虑2~4人;照明散热量q 3,按照地板面积计算,对于荧光灯,可取10W /m 2[8];设备散热量q 4的主要影响因素是设备的功率㊁使用时间和同时使用系数,折合成持续功率计算,一般需根据厂家资料选取㊂新风热q 5为满足房间新鲜空气量和换气次数,此部分空气需求的制冷量㊂1.2 独立通风设计方法根据空调得热量计算公式计算空调得热量时,需要考虑设备散热㊂设备散热大,计算所得的空调得热量就大㊂若将设备的热量单独排放,即对散热量较大的电气设备采用独立通风,设备内部安装风扇,强制空气流动,根据对流的原理,将使发热元件的温度降低,提高散热效果㊂电气散出的热量直接排到室外,不进入房间,这种情况下就可以将空调得热量中对应的设备散热量去除,计算得出的空调得热量降低,降低了空调制冷量㊂在进行房间的空调选型设计时,所选空调的制冷功率相比传统设计方法的制冷功率可以大大降低,从而实现空调选型的优化,如图2所示㊂图2 优化设计原理图F i g .2 D i a g r a m o f o p t i m a l d e s i g n p r i n c i pl e 2 实例分析某海上平台电气房间主要参数见表1㊂因工艺流程改造,需要在该电气间增加一台变频器㊂变频器的散热量为58k W ㊂按照传统设计,空调的得热量计算中需要考虑该部分散热量㊂若采用独立通风,该部分散热量可以通过新风调节,从而降低空第4期孙道青,等:基于高散热量海上平台电气房间暖通优化设计㊃25 ㊃调的制冷量㊂针对两种设计方案,分为冬季工况和夏季工况考虑,计算结果见表2和表3㊂表1 房间参数表T a b .1 P a r a m e t e r s o f e l e c t r i c e q u i pm e n t r o o m 名称参数房间尺寸10mˑ10mˑ4m 绝热结构形式50m m 岩棉+25m m 陶瓷棉75m m 岩棉+25m m 陶瓷棉操作人员数量2人主要设备变频器㊁高压盘等设计温度夏季25ħ冬季20ħ新风量800m 3/h表2 传统设计与独立通风设计比较(夏季工况)(W )T a b .2 C o m p a r i s o n o f t r a d i t i o n a l d e s i g n a n d s pe c i a l d e s i gn (s u m m e r c o n d i t i o n )名称传统设计独立通风设计q 126432643q 2260260q 310001000q 4580002000q51653316533Q 17843622436空调选型三台40k W (2用1备)两台23k W (1用1备) 在夏季工况下,传统设计与独立通风设计在外围结构传热量㊁人体发热量㊁照明热量㊁新风热相同,区别在于设备散热量㊂采用独立通风设计后,设备的散热直接排出房间,因此在空调制冷量计算时,不需要考虑此部分热量㊂由于设备散热量较大,按照传统设计,需要的空调制冷量为78.436k W ㊂满足制冷量需求至少需要三台40k W 制冷量的空调,两台运行一台备用㊂若采用独立通风设计,新增设备散发的热量直接排出房间外,能够有效减少空调的制冷量,需要的空调制冷量为22.436k W ,只需两台23k W 的空调,一用一备㊂采用独立通风后,空调制冷量需求大大降低,本实例减少67.5%的制冷量,制冷量降低后,减少了设备投资的同时,还能节约电能㊂在冬季工况下,电气房间一般考虑用空调制热,但由于该房间电气设备散热量较大,仅仅依靠围护结构散热不能完全消除设备散热量的影响[9],冬季的运行工况也需将房间里多余的热量排出㊂有两种排出方案,对比见表3㊂表3 传统设计与独立通风设计方案比较(冬季工况)T a b .3 C o m p a r i s o n o f t r a d i t i o n a l d e s i g n a n d s pe c i a l d e s i gn (w i n t e r c o n d i t i o n )(W )名称传统设计(新风方案)独立通风设计(调节风门)q 1-8101-8101q 2260260q 310001000q4580000~58000通过风门和调节风闸进行调节q5-11173-50993Q 139986无新风调节方案冬季增大新风量,带走多余热量在风道出口设置调节风门,以调节室内温度冬季工况下,传统的新风方案与调节风门的独立通风设计在外围结构传热量㊁人体发热量㊁照明热量相同,区别同样在于设备散热量㊂若采用传统的设计方法,即增加新风量带走多余的热量,需要将现有的新风系统升级,增大新风量㊂但增大新风量后,在夏季工况下,空调的制冷量又需要进一步提高,存在较大的能源浪费㊂采用调节风门的独立通风设计后,在电气设备的进出口及风道分别设计调节风闸和风门,利用进出口的风门和调节风闸调节㊂当冬季室内温度较高时,打开进口风门,调节出口的调节风闸,将房间更多的热空气带出室外,以降低室内温度;当冬季室内温度较低时,打开出口风门,调节出口调节风闸,减少排除室外的热空气,以增加室内温度㊂采用此设计方案,能够保障冬季房间的散热和房间温度㊂独立通风示意图如图3所示㊂图3 独立通风示意图F i g .3 D i a g r a m o f i n d e pe n d e n t v e n t i l a t i o n㊃26㊃海洋工程装备与技术第9卷3 实际运行情况按照实例分析思路,对电气设备房间采用独立通风设计并改造后,运行效果良好,能解决散热问题的同时,风道还能起到屏蔽罩的作用,罩住噪声源,减少内部噪声[10],有效解决电气设备的噪音问题㊂结合进口的捕雾器㊁积水槽等的设置,风道改造图如图4所示[11],房间内部温度和湿度符合电气设备运行要求㊂图4 风道改造图F i g .4 D i a gr a m o f r e b u i l t d u c t 4 结 论综上所述,针对海上平台散热量较大的电气设备房间,在进行通风散热设计时,采用独立通风和调节风门设计新方法,相比传统的设计方法,夏季工况能有效降低空调制冷量,以海上某平台电气间为例,新设计方法需求的空调制冷量相比传统设计方法减少67.5%;冬季工况能利用设备本身散热,通过调节风门的方式来调节室内温度,既能节省设备投资,又能降低现场噪声,从而达到节能减排的目的,是一种值得推广的设计方法㊂参考文献[1]杨平,黄巍.船舶电子设备散热技术及辅助分析软件和布局优化的研究[J ].舰船科学技术,2017,39(8):181-184.[2]田雪梅.电气设备房间通风空调系统的分析[J ].化工与医药工程,2016,37(4):57-60.[3]谢坤,雷毅.船舶电气设备高效冷却方案设计[J ].舰船科学技术,2016,38(12):110-115.[4]刘照辉,虞顶飞.基于大功率高压变频器散热系统的应用探讨[J ].电工技术,2022(2):126-128.[5]候辰光.浅谈海洋平台电气设备散热[J ].中国修船,2010,23(5):46-51.[6]Q /H S 3008 2002.海上平台暖通空调系统设计方法[S ].2002.[7]郑其锋.变配电室的发热量估算[J ].福建建筑,2022,283(1):105-107.[8]‘船舶设计实用手册“编委会.船舶设计实用手册:轮机分册[M ].北京:国防工业出版社,2013.[9]魏占彪,陈自刚,方堃等.海洋平台大散热量房间冬季制冷方式的探讨及应用[J ].中国修船,2018,31(2):45-47.[10]张志文,黄耀峰.电气设备外部噪声的抗干扰技术[J ].西安工业学院学报,1999,19(3):217-221.[11]吴智红.中压机变频器间风道和变频器排风风道改造[J ].天津科技,2016,43(10):130-132.。
海洋石油平台实验室通风系统设计
海洋石油平台实验室通风系统设计
芦存财;陈欣;张慧芳
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2011(041)010
【摘要】基于海洋石油平台实验室的复杂性及特殊性,详细介绍了实验室通风系统的设计方案,提出了通风系统风量的确定方法.通过对比分析得出,送排风独立型通风更适用于海洋平台实验室通风系统的设计.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】芦存财;陈欣;张慧芳
【作者单位】海洋石油工程股份有限公司设计公司;海洋石油工程股份有限公司设计公司;海洋石油工程股份有限公司设计公司
【正文语种】中文
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3.辽宁省海洋学会、大连市海洋学会换届暨国家海洋局海域管理技术重点实验室、国家海洋局近岸海域生态环境重点实验室2009年学术年会召开 [J],
4.从海洋工程谈工程项目的管理——访上海海洋石油平台工程设计公司总经理、高级工程师练淦 [J], 姚诗煌;林裕杰
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海上平台电池间通风系统设计
海 上平 台 电池 问室 内环境 温度必 须保 障蓄 电池
的正 常运 行 和 房 问 内 Ｆ Ｍ２ ０ ０灭 火 剂 的 正 常 释 放 。
蓄 电池 长期 在低 温下 运行 时容 量会有 所 降低 ，当在
一
１ ５℃ 以下使 用 时 ，蓄 电池化 学 成 分 将 发 生 变 化
到Ｕ Ｐ Ｓ系统 的可 靠 程 度 。蓄 电池 在 正 常 充 放 电 时 会 产生 热量 和易 爆气 体 （ 氢气 ） ，并 且 蓄 电池 的容 量受 周 围温 度影 响较 大 ，因此 ，储存 蓄 电池 的 电池 间 的通 风系 统设计 极 其重 要 。
ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｒ ｏ ｏ ｍ ，ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｑ Ｈ Ｄ ３ ２—６ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ｅ ｄ
摘要：基 于海上 平 台电池 间的 复杂性 及特 殊性 ，文章 以 Ｑ ＨＤ ３ ２— ６综合调 整 项 目为 实例 ，详 细介 绍 了电池 间通 风 系统 的设计 方案 ，并针对 常规 电池 间排 风量 的计 算原 则进行 了优 化 ，优 化后
的 方案既 保证 了排 除和 稀释 蓄 电池 充放 电 时所 产 生 的 热 量和 易爆 气体 ，又 达 到 了节约 能 源的 目
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉｃ ｆ ｉ ｔ ｙ， ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｌ ａ ｎ ｏ ｆ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ
海上平台生活楼厨房全新风空调系统设计
海上平台生活楼厨房全新风空调系统设计发布时间：2022-11-07T02:03:59.567Z 来源：《中国建设信息化》2022年第13期作者：赵梦杰[导读] 海上平台生活楼内部的厨房，因其位置原因以及所处的环境，赵梦杰海洋石油工程股份有限公司天津 300451摘要：海上平台生活楼内部的厨房，因其位置原因以及所处的环境，在厨房人员开展日常的工作时，需要长期使用明火，已完成相应的工作。
针对海上平台生活楼厨房的工作情况，可以发现，空调设备不宜设置在厨房内部。
本文根据生活楼中空调系统运行方式的选择以及新风系统的设计，提升厨房全新风空调系统设计规划，并在明确的数据计算下，确定全新风空调系统的可行性。
关键词：生活楼；厨房；全新风空调系统设计引言：因为海上平台生活楼厨房的特殊性，在进行空调系统的设计和安装过程中，相关工作人员应明确厨房内部的结构以及人员数量、照明设施等因素所产生的热量，在此情况下，选择最为合理的空调运行方式。
并且因为厨房内经常会有明火的出现，在空调的安装过程中，不宜将空调安装在厨房内部，设计人员应该结合各方因素的考量，改变常规的厨房空调设计方案，以厨房人员工作舒适性和安全性为主，创新空调系统的安装模式，扩大厨房内部的工作人员的行动范围。
一、生活楼厨房全新风空调系统设计在以往海上平台生活楼厨房常规空调设计方案中，大部分空调设计都会放置在厨房内部。
在此情况下，会降低生活楼内部厨房的可用范围，使得厨房的空间更小，厨房人员能够使用的范围更加有限，影响了厨房人员的日常工作。
针对厨房常规设计方案中的问题进行分析，本文提出了厨房全新风空调系统设计，旨在提升海上生活楼中厨房的安全性。
在厨房全新风空调系统的有效设计下，可以扩大厨房的空间，便于厨房工作者更加舒适地完成地完成工作。
（一）空调方式的选择1、直接蒸发式直接蒸发式空调设备的运行过程中，主要会运用到空气过滤器、冷却盘管、风机以及冷凝机等空调设备，在需要处理的空气进入到空调内部后，会在冷却盘管上进行制冷，当空气在此温度再次降低后，会由专业的风管送到固定的位置。
海上平台的暖通系统设计的探讨
海上平台的暖通系统设计的探讨【摘要】本文简单介绍了某海上固定式平台的暖通系统设计中，关于电潜泵控制间的暖通系统，蓄电池间的通风与空调系统，空调区域的正压系统，过渡季节的空调系统，空调机组的冷负荷校核，以及风机备用的问题探讨【关键词】电潜泵控制间蓄电池间正压过渡季节机组的冷负荷海上平台是一个远离陆地的工作场所，中央空调和单元式的空调器等设备都可能被安装在各层平台上，直接裸露于海风侵蚀中。
这些特殊性，使得海上平台的暖通和陆地上的建筑有了很大的差别。
空调系统的是否合理，决定了平台上的环境是否符合安全生产，人员舒适健康工作的重要性。
下面，就笔者设计的一个平台项目中的暖通系统进行探讨。
一、项目概况：本工程为渤海辽东湾南部的项目。
外在环境参数为冬季空调室外的干球温度为-18度，相对湿度46%；夏季空调室外的干球温度为35度，相对湿度80%。
该工程包括组块和生活楼大部分。
组块中包括底层甲板，中层甲板，上层甲板三部分。
主要房间有电潜泵控制间，变压器房间，开关间，控制间，电池间，应急发电间。
生活楼包括一层，二层，以及屋面三个部分。
本设计中组块采用分体空调与通风系统相结合的方式。
而生活楼则是采用中央空调系统集中送风的方式，并且为一用一备的方式。
二、电潜泵控制间该房间的电气设备散热负荷为127.4KW。
夏天：根据负荷计算，包括建筑人员灯具新风等部分，得到夏天该房间的总的得热量为174KW。
所以设计了4台分体空调，每台设备的制冷量为43.5KW，另设一台为备用机组，合理的根据房间的布局和散热情况布置了分体空调机组的位置，使得气流的布置合理，房间的温度相对均匀，从而满足了夏天的散热需求。
为维持房间的新风需求，设计了新风风机对房间进行换气。
而冬天根据设备的运行情况和散热量，当室外的温度低于-5度时制冷系统不能正常运行，而房间的得热量仍旧在102KW以上，房间的余热如何消除，房间的温湿度如何保证？在该工程中，我采取通风的方式制冷，当室外温度为-5度，计算出最大的通风量，采用两台送风机，通风风管将室外的冷空气引入房间均匀布置风口。
海上平台暖通空调系统（HVAC）设计手册
海上平台暖通空调系统（HVAC）设计手册海上平台暖通空调系统（HVAC）设计手册（99版）中海石油生产研究中心机电部前言由于我国目前还没有出版一本关于海洋石油平台上采暖、通风和空调的设计手册或标准规范。
因此,我们在总结以往设计经验、参考国外和国内有关资料的基础上,编制了这本设计手册,以供我们在设计中参考。
由于我们的经验有限，文中难免有不完整或不妥之处，希望有关专家和使用者提供宝贵意见，以便我们进一步修改和完善。
中国海洋石油生产研究中心机电部编制王雅君校对赵虹审核王建丰一九九九年八月目录1 概述1.1 定义1.2 范围2 HVAC设计采用的标准和规范3 HVAC设计的条件3.1 室内外环境条件的确定3.2 其它有关资料的准备4空调负荷计算4.1夏季空调得热量计算4.2冬季围护结构热损失计算4.3空调送风量计算4.4空调新风量计算4.5排风量计算4.6空调热负荷计算4.7空调装置制冷量确定5 空调系统设计5.1 空调方式选择5.2 空调区域范围5.3 新风和回风系统设计5.4 排风系统设计5.5 空调设备与材料6 空调系统的控制和保护6.1 温湿度控制6.2 室内外压差控制6.3 安全保护措施7 平台的安全通风设计7.1 平台上通风系统的作用7.2 平台上需要通风的区域7.3 通风方式选择7.4 通风量计算7.5 风管截面选择7.6 气流组织7.7 风机的选择7.8 安全通风的保护措施7.9 风管设计注意事项7.10 控制与动力供应8 平台上典型房间的通风举例8.1 燃气轮机罩和燃气轮机间的通风8.2 柴油发电机房的通风8.3 蓄电池室的通风8.4 空调机房的通风8.5 消防泵房和泡沫站的通风8.6变压器间的通风8.7 配电室（开关间）的通风8.8 锅炉舱的通风8.9 厨房的通风9 小型冷库设计9.1 小型冷库的组成和主要参数9.2 冷库库容的确定9.3 冷库的结构9.4 冷库负荷计算9.5 制冷机组的选择和控制10 HVAC规格书编制10.1 HVAC规格书的范围10.2 HVAC规格书的内容简介11本手册编制所参考的资料12附图附图1 直接蒸发式空调系统（1）附图2 直接蒸发式空调系统（2）附图3 间接冷却式中央空气处理空调系统附图4 间接冷却式末端空气处理空调系统（1）附图5 间接冷却式末端空气处理空调系统（2）附图6 典型正压房间HVAC系统控制图附图7 危险区和非危险区的通风和门的布置图1.概述1.1定义HVAC—即Heating, Ventilation and Air-conditioning 的缩写，意为采暖、通风和空气调节。
【开题报告】自升式海洋平台机舱通风系统设计
开题报告船舶与海洋工程自升式海洋平台机舱通风系统设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义机舱内安装有主机、辅机、辅锅炉等机械设备，这些设备在运行时要散发出大量热量。
而机舱相对比较狭小，除天窗、舱口和通道外，四周密闭，这就使得机舱成为高温环境，必须通风，造成一定的空气流速将热量带出舱外，使机舱温度降低。
机舱中的各种机械设备在工作过程中会散发和泄露出油气和水蒸气，必须及时将其从机舱中排出；机舱管理人员在工作时不断吸入新鲜空气，呼出二氧化碳，使机舱空气中的二氧化碳含量增加，因此要利用通风保证机舱中的空气具有符合要求的成分；主机、辅机、辅锅炉等热力机械在运行时要消耗一定量的空气，因此要供给足够的空气量，以保证燃料充分燃烧，提高热效率。
机舱通风管路的任务，是降低机舱的温度、排除机舱内的油气和水蒸气、向机舱供应充足的新鲜空气，从而保证动力装置的正常工作，以及改善机舱管理人员的工作和卫生条件。
为此，大中型船舶的机舱中都有比较完备的通风管路，即使是没有专门通风管路的小型船舶机舱，也要利用天窗、舱口、通道以及通风头等进行自然通风。
通风方式一般分为自然通风和机械通风两大类。
从通风对舱室的流向看，又有送风和排风之分。
系统对管路布置的要求（1）应保证机舱内有足够的通风量，以满足管理人员和机械设备的需要。
（2）机舱内各设备及工作处所的通风量，应根据需要予以合理分配。
（3）应保证能顺利和充分地进行通风换气，尽量避免死角和减少外界的干扰和影响。
（4）气流组织和管路安排应合理、通风管路应尽量占据空间小，对其他管路影响小。
（5）设备要简单，管路尽量短，弯头尽可能少。
机舱通风的气流组织气流组织得好坏对通风换气的顺利进行、风量的均匀和合理分配，以及管理人员的工作等都有很大影响，因此在布置通风管路时，必须注意以下几点：（1）为达到机舱通风降温的目的，应采用重点局部通风，即将舱外新鲜空气以较高速度送至主要工作场所，而且应与排气管道组成良好的气流系统。
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- 38 -论文广场石油和化工设备2018年第21卷1-过滤器；2-风机；3-空气处理单元图1海洋石油平台电气房间新风系统设计陈自刚，牛卫民，张勇青，魏占彪，高建虎（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）[摘 要] 本文根据海洋石油平台所处高盐、高湿的特殊环境，对海洋平台的电气房间设计一套正压型新风系统，并对该系统新风量确定方法、新风过滤器性能参数及新风除湿方式进行分析与选型，可为类似海洋环境电气房间设计提供参考。
[关键词] 海洋平台；新风系统；正压型；新风过滤器；除湿作者简介：陈自刚（1987—），男，云南曲靖人，本科，工程师。
在海洋石油工程股份有限公司从事机械设计工作。
海洋石油平台电气房间处所是高盐、高湿环境，室外新风若直接送入电气房间容易对电气设备造成腐蚀，缩短设备使用寿命，加大了因设备腐蚀造成平台用电、控制设备出现故障的风险；电气房间属于安全区域，生产区的危险气体有可能逸散到房间，一旦发生，很容易造成严重的安全事故；电气间经常有人停留或工作，人员吸入氧气呼出二氧化碳，为保证人员的身心健康，必须保证足够的新风量以满足卫生条件要求。
针对上述问题，正压型新风系统的设计与研究对保证海洋石油平台安全稳定运行尤为重要。
1 新风系统方案描述室外新风由新风口进入系统，先经过滤器除去空气中的雾滴及杂质，然后被风机送入房间的空气处理单元除湿，使空气含湿量保持在某一设定值，再由空气处理单元风机送入房间。
具体流程如图1所示。
2 新风系统设计选型2.1 新风量的计算方法目前海上平台电气房间新风量的计算方法主要有房间换气次数法、人员新风需求量法和维持房间正压法三种。
(1)换气次数法Q =A•VQ —按换气次数计算新风量 ，m 3/h ；A —房间换气次数；通常取2~3次/小时；V —房间体积，m 3；(2)人员新风需求量法Q =n•νQ —满足房间人员需求的新风量，m 3/h ；n —人员数量；ν—人员每小时所需新风量，m 3/h ，可取30m 3(3)维持房间正压法维持房间正压所需新风量可以看成是对应压力下门窗缝隙的漏风量，这样可采用缝隙法计算公式来估算房间漏风量（新风量）。
缝隙法计算公式如下：Q =a•Σ(q•L)Q —维持房间所需压差（50Pa ）的风量，m 3/h ；a —根据维护结构气密性确定的安全系数，可取1.1~1.2；q —当房间为某一压差值时其维护结构单位长度缝隙的渗漏风量，m 3/h•m ；L —维护结构的缝隙长度，m。
- 39 -第4期表1 维护结构单位长度缝隙的渗漏风[6]陈自刚等 海洋石油平台电气房间新风系统设计门窗形式漏风量压差(pa)m3/(hgm)非密闭门密闭门单层固定密闭钢窗单层开启式密闭钢窗传递窗壁板405213 2.3107.5 1.7 455515 2.510.58 1.9 506016 2.611.59 2.0以南海某平台主开关间为例，条件参数如下：室外环境干球温度33℃，相对湿度90%，焓值108kJ/kg；室内环境干球温度26℃，相对湿度50%，焓值53kJ/kg；房间尺寸（长×宽×高）25m×15m×4m；房间工作人员数量为4人，房间开两道双门，门洞尺寸2.1m×2.1m，门缝总长度为21m。
计算结果见表2。
换气次数法人员新风需求量法正压法新风量 m3/h3000120410新风负荷 kW55 2.27.5电气设备散热量 kW30表2 三种方法计算结果由此可见，当采用换气次数所得风量作为房间新风量时，新风负荷远大于设备散热负荷，空调设备的尺寸、运行负荷、投资成本都将增加。
因此在满足新风需求量的情况下可尽量减小新风量，以便让系统更经济地运行，通过计算可知，海洋石油平台电气设备间（空调提供冷负荷）的新风量采用房间正压法计算所得风量比较合理。
2.2 新风滤器参数选择为了除去空气中的杂质，在新风系统中设置过滤器。
在系统设计选型过程中，过滤器的效率、过滤器的面速及过滤器的阻力等参数，对系统设计有很大影响。
其中面速反应过滤器的通过能力和安装面积；面速越低越可获得较高的过滤效率，但是面速越低阻力越大。
过滤器的阻力包括滤料阻力和结构阻力，对已定结构和滤材的过滤器，阻力取决于通风量的大小，过滤器的阻力随风量的增加是接近线性的，一般把达到初始阻力一定倍数时的阻力定为终阻力。
过滤器风速与效率、阻力关系见表3。
性能指标 性能类别迎面风速m/s 额定风量下的效率(E)/%额定风量下的初阻力(Δp i)/pa额定风量下的终阻力(Δp f)/pa亚高效 1.0粒径≥0.5μm 99.9＞E≥95≤120240高中效 1.595＞E≥70≤100200中效12.070＞E≥60≤80160中效260＞E≥40中效340＞E≥20粗效12.5粒径≥2.0μmE≥50≤50100粗效250＞E≥20粗效3标准人工尘计重效率E≥50粗效450＞E≥10表3 过滤器额定风量下的效率和阻力[5]通过表3可知在风量一定的情况下，过滤器的效率越高，过滤器的阻力和尺寸越大，所对应的风机功率随之增大。
风机有效功率公式：Q —风机风量，m3/h；H —风机全压，Pa；N —风机有效功率，kW；由于系统风速较低，系统动压较静压可忽略，近似取过滤器阻力作为风机全压，通过上面的公式可以看出亚高效、高中效过滤器较中效过滤器风机需要额外多输出约20%的功率，中效过滤表4 除湿方法比较1-空气处理单元；2-冷凝器图2通过表3可知，高效、亚高效过滤器较中效过滤器的面积需增大约50% ~100%，中效过滤器较粗效过滤器的面积需增大约25%。
海洋平台电气房间一般按照非洁净室考虑，在无特殊要求的情况下，从节能考虑，在设计选型时采用粗中效、中效过滤器即可。
2.3 空气除湿系统选择空气除湿的主要方法有：冷却除湿、吸收式除湿、吸附式除湿、空气压缩式除湿和通风除湿。
吸收式除湿的原理：水中溶有盐类或有机化合物后，其溶液表面的水蒸气分压力降低。
当空气直接与溶液接触后，由于空气的水蒸气分压高于溶液表面的水蒸气分压，致使空气中的水蒸气迁移到溶液中去，从而达到除湿的目的。
固体吸收式除湿：在通风空调系统中目前常用的有周期再生型和连续再生型，其除湿原理是一样的：湿空气轮流通过装有干燥吸附剂（活性铝、分子筛等）的腔体，吸附剂吸收空气中的水分后变成饱和状态，通过改变空气通道，让再生的吸附剂继续吸收水分，从而保证空气被连续地除湿。
再生过程需要设置额外的风机及加热器来保证将饱和的吸附介质中的水分排出。
通风除湿：将室外新风引入房间，稀释房间的湿空气，从而达到降低空气相对湿度的目的。
空气压缩式除湿：将空气压缩再冷却，空气在电气房间热负荷计算时，将新风负荷加在空调处理单元中，由前面2.1节可知，此部分新风负荷占设备热负荷较小，不会引起空调参数量级的变化，只是对空调设备的外形稍作修改，将室外经过过滤的新风直接引到空调机组本体内部，让新风经过空调机组表冷器，完成除湿过程，相当于新风系统省去了一套单独除湿设备，系统变得更简洁、方便。
各除湿方法比较见表4。
冷却除湿：由于空气在不同的温度及能量下，空气所能容纳的水分是不同的，空气中的水分含量随着空气温度的降低而减小。
当空气通过表冷器时，空气被表冷器盘管冷却降温，空气中的水蒸汽也逐渐凝结并达到饱和状态，当空气的温度继续降低时，空气中的水蒸汽就变成凝结水并析出，实现了空气的除湿过程。
除湿方法优点缺点冷却式除湿效果明显、结构简单设备空间位置要求较高吸收式除湿效果明显、节能系统复杂、占用空间较大吸附式除湿效果明显、达到较低露点耗能、占用空间较大空气压缩式除湿可获得压力较大的空气耗能较大。
除湿仍需单独的除湿设备，风量小通风除湿方便、经济受条件制约由上面的分析可知，冷却式除湿在房间有空调设备处理湿负荷的情况下是最方便、简洁、高效的除湿方法。
3 结论本文通过对海洋石油平台电气房间新风系统各部分进行分析，为海洋石油平台或类似海上设施电气房间新风系统设计提供设计选型依据，在满足人员卫生需求及房间湿度的情况下，优化了系统布置，减少了系统能耗。
通过分析可知：海洋石油平台电气房间新风量采用维持正压法计算比较合理，能够在满足功能需求的条件下，最大限度地减小新风量，降低系统投资、运（下转46页）学性能，并将焊接工艺成功地运用到产品中，效果很好，产品质量稳定。
工艺稳定，坚持按焊接工艺纪律执行，公司每年生产多台双相不锈钢产品，给公司带来了丰厚利润。
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海洋石油平台电气房间新风过滤器的选择可根据业主需求的过滤效率而定，在无特殊情况下，采用粗、中效过滤器既可减小设备尺寸，又能降低用电设备能耗。
海洋石油平台电气房间新风除湿采用冷却除湿的方式在海洋石油平台上较其他除湿方式具有结构简单、占地空间小、运行维护简单的特点，具有推广性。
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